在目前的商业特征造型系统中,对特征的直接操作还没有得到广泛的应用。结果,重复的设计过程不仅耗时还导致不能实时有效的得到反馈,缺乏对设计结果的洞察,对特征的互操作也缺少直观性。导致这些结果的一部分原因是由于当前约束求解的速度慢,另一部分原因是由于缺乏互操作方法。首先,本文分析了语义特征造型系统中直接操作的过程,提出一个允许用户在特征模型上直接选择并修改特征参数的方法,该方法能够让用户对参数值的改变交互地进行,并将模型变化的结果实时地反馈给用户。当用户对模型改变的结果感到满意的时候,便可以选择提交本次参数的改变,然后让系统检查整个模型的有效性。这种方法中关键的地方是能够对特征模型的改变所造成的影响提供实时的反馈,而为了支持对特征参数值交互的修改,每秒钟要产生多次可视的反馈,所有的约束必须以同样的速度进行求解。因此在分析直接操作模型特点的基础之上,提出了基于细胞元的局部化操作思想,并给出了一个局部化的算法以及相关的数据结构。其次,本文描述一种新的约束求解器,用于求解特征交互过程中两个特征形状在空间上发生重叠的约束。这个约束求解器建立在对特征模型的参数空间进行取样的基础之上,并且为了找到一个有效的模型,利用蒙特卡罗技术来减少样本数据量,该方法较传统的利用约束转换的方法提高了效率。最后,为增强直接操作过程中的直观性,本文在最后为实型的特征参数提供了强有力的各种3D句柄,以及为所有的特征操作提供了预先审查的透明体,并介绍了在直接操作中如何使用这些句柄。